ba b ii tinjauan pustakadigilib.polban.ac.id/files/disk1/166/jbptppolban-gdl... · 2018. 2. 21. ·...

Meriska Nur Pratiwi, Perancangan Peningkatan Struktur Jembatan Karangsari ... II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Definisi Jembatan

Pengertian jembatan secara umum adalah suatu struktur konstruksi yang

memungkinkan untuk rute atau jalur transportasi melalui sungai, danau, kali, jalan

raya, jalan Kereta Api (KA) dan lain-lain. Jembatan berfungsi untuk

menghubungkan dua bagian jalan yang terputus oleh adanya rintangan-rintangan.

Menurut Azwaruddin (2008: 32), jembatan dapat dikelompokkan menjadi beberapa

jenis, yaitu:

1. Menurut Fungsi

Jenis jembatan berdasarkan fungsinya dapat dibedakan sebagai berikut.

a. Jembatan Jalan Raya (Highway Bridge)

b. Jembatan Kereta Api (Railway Bridge)

c. Jembatan Pejalan Kaki atau Penyeberangan (Pedestrian Bridge)

d. Jembatan Darurat

2. Menurut Lokasi

Jenis jembatan berdasarkan lokasinya dapat dibedakan sebagai berikut.

a. Jembatan Di Atas Jalan Raya (Fly Over)

b. Jembatan Di Atas Sungai Atau Danau

c. Jembatan Di Atas Lembah

d. Jembatan Di Dermaga (Jetty)

e. Jembatan Di Atas Saluran Irigasi/Drainase (Culvert)

3. Menurut Bahan Konstruksi

Jenis jembatan berdasarkan bahan konstruksinya dapat dibedakan sebagai

berikut.

a. Jembatan Komposit (Compossite Bridge)

b. Jembatan Kayu (Log Bridge)

c. Jembatan Beton (Concrete Bridge)

d. Jembatan Beton Prategang (Prestressed Concrete Bridge)

D4 Teknik Perancangan Jalan dan Jembatan


e. Jembatan Pasangan Batu dan Batu Bata

f. Jembatan Baja (Steel Bridge)

4. Menurut Sistem Strukturnya

Jenis jembatan berdasarkan sistem strukturnya dapat dibedakan sebagai

berikut.

a. Jembatan Box Girder

b. Jembatan Pelengkung (Arch Bridge)

c. Jembatan Rangka (Truss Bridge)

d. Jembatan Penyangga (Cantilever Bridge)

e. Jembatan Kabel (Cable-Stayed Bridge)

f. Jembatan Gelagar (Beam Bridge)

g. Jembatan Gantung (Suspension Bridge)

5. Menurut Kelas Jembatan

Jenis jembatan berdasarkan kelas jembatannya dapat di bedakan sebagai

berikut.

a. Jembatan kelas standar (A/I), dengan 100 % muatan hidup. Lebar

jembatan (1,00+ 7,00 + 1,00) m.

b. Jembatan Kelas Sub Standar (B/II), dengan 70 % muatan hidup.

Lebar jembatan (0,50 + 6,00 + 0,50) m.

c. Jembatan Kelas Low Standar (C/III), dengan 50 % muatan hidup.

Lebar jembatan (0,50 + 3,50 + 0,50) m.

II.2 Struktur Jembatan

Secara umum struktur jembatan dapat dibedakan menjadi dua bagian

yaitu struktur atas dan struktur bawah. Ilustrasi struktur jembatan ditunjukkan pada

Gambar 2.23 dibawah ini.



Gambar 2. 1 Komponen Struktur Jembatan Sumber: http://civildigital.com/

II.2.1 Struktur Atas (Superstructures)

Struktur atas jembatan merupakan bagian yang menerima beban

langsung yang meliputi berat sendiri, beban mati, beban mati tambahan, beban

lalu lintas kendaraan, gaya rem, beban pejalan kaki, dan lain-lain. Struktur

atas jembatan pada umumya terdiri dari:

1. Trotoar:

2. Pelat lantai kendaraan

3. Gelagar (girder)

4. Balok diafragma

5. Parapel

6. Ikatan pengaku (ikatan angin, ikatan melintang)

7. Tumpuan (bearing)

II.2.2 Struktur Bawah (Substructures)

Struktur bawah jembatan berfungsi memikul seluruh beban struktur atas

dan beban lain yang ditumbulkan oleh tekanan tanah, aliran air dan hanyutan,

tumbukan, gesekan pada tumpuan dan sebagainya, untuk kemudian disalurkan ke

pondasi. Selanjutnya beban-beban tersebut disalurkan oleh pondasi ke tanah

dasar. Struktur bawah jembatan umumnya meliuputi:

1. Pangkal jembatan (Abutment)

a. Dinding belakang (Back wall)

b. Dinding penahan (Breast Wall)

http://civildigital.com/



c. Dinding sayap (Wing wall)

d. Oprit, plat injak (Approach slab)

e. Konsol pendek untuk jacking (Corbel)

f. Tumpuan (Bearing)

2. Pilar jembatan (Pier)

a. Kepala pilar (Pier Head)

b. Pilar (Pier), yang berupa dinding, kolom, atau portal

c. Konsol pendek untuk jacking (Corbel)

d. Tumpuan (bering)

II.2.3 Pondasi

Pondasi jembatan berfungsi meneruskan seluruh beban jembatan ke

tanah dasar. Berdasarkan sistemnya, pondasi abutment atau pier jembatan dapat

dibedakan menjadi beberapa macam jenis, antara lain:

1. Pondasi telapak (spread footing)

2. Pondasi sumuran (caisson)

3. Pondasi tiang (pile foundation)

a. Tiang pancang kayu (Log Pile)

b. Tiang pancang baja (Steel Pile)

c. Tiang pancang beton (Reinforced Concrete Pile)

d. Tiang pancang beton prategang pracetak (Precast Prestressed Concrete

Pile), spun pile

e. Tiang beton cetak di tempat (Concrete Cast in Place), borepile, franky

pile

f. Tiang pancang komposit (Compossite Pile)

II.3 Jembatan Integral

Menurut Direktoral Jendral Bina Marga Dep. PU (2007: 3), jembatan

integral adalah jembatan tanpa adanya pergerakan antarbentang (spans) atau antara

bentang dnegan abutment.

Menurut Ramadhi (2012: II-2), pada jembatan full integral proses

pembesian dan pengecoran struktur atas dan bawah jembatan sudah dalam kondisi



terintegrasi satu sama lain. Jika menggunakan sistem pratekan, tendon dibuat

sepanjajg girder sampai melewati sambungan jembatan. Pada jembatan integral,

sambungan antara deck dengan pier dan antara deck dengan abutment didesain tidak

ada pergerakan. Pada sambungan-sambungan tersebut dibuat dengan kekuatan

yang tinggi sehingga dapat menampung beban yang bekerja dari arah horisontal,

karena pergerakan utama deck jembatan adalah pada arah horisontal. Keadaan

tersebut sangat menguntungkan apabila jembatan harus menerima beban thermal

akibat cuaca, pergerakan kendaraan dan gempa arah horisontal. Gambar 2.2

dibawah ini menunjukkan ilustrasi jembatan full integral.

Gambar 2. 2 Ilustrasi Jembatan Full Integral Sumber: https://sites.google.com/

II.4 Jembatan Semi Integral

Definisi yang diberikan oleh Pedoman Bahan Konstruksi Bangunan dan

Rekayasa Sipil tentang Peracancangan Jembatan Semi Integral Tipe Balok Beton

Pracetak Prategang terlampir pada surat edaran Menteri Pekerjaan Umum dan

Perumahan Rakyat Nomor 13/SE/M2015. Jembatan semi integral merupakan

jembatan tanpa siar muai namun masih memiliki perletakan (bearing).

Karakteristik jembatan semi integral ditunjukkan dengan sambungan monolit antar

dek/latai bentang yang satu dengan bentang lainnya. Penggunaan jembatan semi

integral dapat mengurangi permasalahan yang terjadi pada jembatan konvensional

yaitu kerusakan pada siar muai. Kerusakan pada siar muai selain mengakibatkan

faktor kejut pada lantai jembatan juga akan mengakibatkan masuknya aliran

air/debu yang dapat merusak sistem perletakan dan bangunan bawah jembatan.

Pemeliharaan dan penggantian siar muai merupakan pekerjaan yang pelik dalam

https://sites.google.com/



manajemen jalan dan jembatan membutuhkan biaya yang besar. Gambar 2.3

dibawah ini menunjukkan ilustrasi jembatan semi integral.

Gambar 2. 3 Ilustrasi Jembatan Semi Integral Sumber: Basir (2016: 6)

II.4.1 Tipe Kepala Jembatan Semi Integral

Pada tipe kepala jembatan semi integral, perletakan (bearing) diletakkan di

bawah lantai dan beban horisontal pada lantai dipikulkan oleh tanah timbunan di

belakangnya sebagimana terlihat pada Gambar 2.4 dibawah ini.

Gambar 2. 4 Tipe Kepala Jembatan Semi Integral Sumber: Pedoman Perancangan Jembatan Semi Integral Tipe Balok Beton Pracetak Prategang (2015:2)

II.4.2 Pergerakan Longitudinal

Pergerakan longitudinal mempertimbangkan faktor sebagai berikut.

1. Jembatan harus dirancang untuk mengakomodasi pengaruh muai-susut akibat

temperatur dan gaya-gaya aksial lain akibat tahanan struktur, tekanan tanah,

friksi dan geser.

2. Jembatan semi integral dengan bentang menerus (bentang banyak) tidak

mempunyai siar muai pada setiap bentang. Jika memungkinkan, lantai

jembatan harus dirancang secara menerus untuk mengakomodasi pengaruh

gaya tekan dan gaya tarik.

3. Pengaruh perbedaan temperatur, susut dan rangkat harus diperhitungan sesuai

pedoman.



II.4.3 Sistem Perletakan (Bearing)

Sistem perletakan pada jembatan semi integral dirancang untuk

mengakomodasi gerakan dalam arah horizontal antara bangunan atas dengan bawah

jembatan. Jembatan semi integral yang menggunakan sistem perletakan harus

dirancang untuk mengantisipasi penggantian sistem perletakan tersebut. Oleh

karena penggantian perletakan sangat sulit dilaksanakan sebaiknya sistem

perletakan dirancang sesuai umur rencana jembatan.

II.4.4 Konsep Perancangan Jembatan Semi Integral

Perancangan jembatan semi integral menurut Pedoman Perancangan

Jembatan Semi Integral Tipe Balok Beton Pracetak Prategang difokuskan pada

desain jembatan dalam memikul gaya-gaya aksial horisontal dan momen lentur

yang terjadi pada kepala jembatan di atas tiang yang menyatu dengan struktur

bangunan atas jembatan. Tiang tidak hanya didesain untuk memikul gaya vertikal

tetapi juga harus mampu menahan momen lentur dan integritas pergerakan

jembatan. Pada jembatan dengan bentang kurang dari 20 m, pergerakan akibat muai

susut cukup kecil.

Balok pracetak dirancang sebagai balok sederhana untuk memikul pelat

lantai dan beban-beban lainnya secara bersama-sama oleh kepala jembatan di atas

tiang. Gaya portal yang dihasilkan berupa momen negatif pada ujung lantai yang

akan mereduksi besarnya momen lapangan. Beban hidup berupa rem kendaraan dan

beban longitudinal berupa gempa ditahan oleh gaya tekanan tanah pasif pada

dinding kepala jembatan dan momen lentur akan terjadi pada tiang beton prategang.

II.4.5 Tahapan Perancangan Jembatan Semi Integral Prategang

Berdasarkan Pedoman Perancangan Jembatan Semi Integral Tipe Balok

Beton Pracetak Prategang, jembatan semi integral dibuat tanpa adanya pergerakan

antar bentang (spans) atau antara bentang dengan kepala jembatan. Permukaan

jalan dibuat kontinu dari timbunan oprit yang satu dengan timbunan oprit yang

lainnya. Tantangan dalam jembatan semi integral adalah perhitungan distribusi dari

beban karena bangunan atas jembatan, pilar, kepala jembatan, timbunan dan

pondasi harsu diperhitungkan sebagai satu kesatuan. Tidak hanya beban yang harus



diperhatikan, tetapi keseragaman dari material yang harus diperhatikan. Adapun

tahapan perancangan struktur jembatan semi integral dengan menggunakan balok

pracetak adalah sebagai berikut.

1. Membuat pemodelan jembtan dengan menggunakan statika tak tentu,

perletakan dimodelkan sebagai pegas (spring).

2. Menentukan sistem perletakan (bearing pad).

3. Menentukan besarnya beban yang bekerja pada jembatan.

4. Merancang sambungan tulangan antara elemen bangunan atas dengan elemen

bangunan bawah yang dapat mengakomodir pergerakan arah memanjang

jembatan.

5. Merancang sistem pondasi yang menyatu dengan bangunan bawah (ujung

kepala jembatan). Pondasi harus dirancangn lebih fleksibel untuk

mengantisipasi pergerakan muai susut jembatan.

II.5 Pembebanan

Pembebanan pada jembatan merajuk pada SNI 1725:2016 tentang

Pembebanan untuk Jembatan. Dalam standar tersebut telah ditetapkan persyaratan

minimum untuk pembebanan beserta batasan penggunaan setiap beban, faktor

beban serta kombinasi yang digunakan pada perencanaan jembatan jalan raya.

Berikut ini merupakan sub bab pembebanan yang mengacu pada SNI 1725:2016

tentang Pembebanan untuk Jembatan.

II.5.1 Umum

Massa pada setiap bangunan harus dihitung berdasarkan dimensi yang

tertera dalam gambar dan berat jenis bahan yang digunakan. Dibawah ini

merupakan Tabel 2.1 yang menunjukkan berat isi untuk beban mati.

Tabel 2. 1 Berat Isi untuk Beban Mati

No. Bahan Berat Isi

(kN/m3)

Kerapatan Massa

(kg/m3)

1 Lapisan permukaan beraspal

(bituminous wearing surfaces) 22,0 2245



2 Besi tuang (cast iron) 71,0 7240

3 Timbunan tanah dipadatkan

(compacted sand, silt or clay) 17,2 1755

4 Kerikil dipadatkan (rolled

gravel, macadam or ballast) 18,8 – 22,7 1920 – 2315

5 Beton aspal (asphalt concrete) 22,0 2245

6 Beton ringan (low density) 12,25 – 19,6 1250 – 2000

7 Beton f’c < 35 MPa 22,0 – 25,0 2320

Beton 35 < f’c < 105 MPa 22+0,022 f’c 2240+2,29 f’c

8 Baja (steel) 78,5 7850

9 Kayu ringan 7,8 800

10 Kayu keras (hard wood) 11,0 1125

Sumber: SNI 1725:2016 tentang Pembebanan untuk Jembatan (2016: 13)

II.5.2 Beban Sendiri (MS)

Beban sendiri merupaka berat bagian tersebut dan elemen-elemen struktural

lain yang dipikulnya, termasuk dalam hal ini adalah berat bahan dan bagian

jembatan yang merupakan elemen struktural ditambah dengan elemen

nonstruktural yang dianggap tetap. Tabel 2.2 dibawah ini merupakan faktor beban

untuk berat sendiri.

Tabel 2. 2 Faktor Beban untuk Berat Sendiri

Tipe

Beban

Faktor Beban

Keadaan Batas Layan ( Keadaan Batas Ultimit (

Bahan Biasa Terkurangi

Tetap

Baja 1,00 1,10 0,90

Alumunium 1,00 1,10 0,90

Beton pracetak 1,00 1,20 0,85

Beton dicor ditempat 1,00 1,30 0,75

Kayu 1,00 1,40 0,70

Sumber: SNI 1725:2016 tentang Pembebanan untuk Jembatan (2016:14)



II.5.3 Beban Mati Tambahan/Utilitas (MA)

Beban mati tambahan adalah berat seluruh bahan yang membentuk suatu

beban paa jembatan yang merupakan elemen nonstruktural dan besarnya dapat

berubah selama umur rencana jemabatan. Tabel 2.3 dibawah ini merupakan faktor

beban mati tambahan.

Tabel 2. 3 Faktor Beban untuk Beban Mati Tambahan

Tipe

Beban

Faktor Beban


Bahan Biasa Terkurangi

Tetap Umum 1,00 2,00 0,70

Khusus (terawasi) 1,00 1,40 0,80

Sumber: SNI 1725:2016 tentang Pembebanan untuk Jembatan (2016: 14)

II.5.4 Beban Akibat Tekanan Tanah

Koefisien tekanan tanah nominal harus dihitung berdasarkan sifat-sifat

tanah, diantaranya adalah kepadatan, kadar kelembaban, kohesi dan sudut geser.

Tekanan tanah lateral mempunyai hubungan yanng tidak linier dengan sifat-sifat

bahan tanah. Tekanan tanah lateral pada keadaan batas daya layan dihitung

berdasarkan nominal dari , dan ∅ . Tabel 2.4 dibawah ini merupakan faktor

beban akibat tekanan tanah.

Tabel 2. 4 Faktor Beban untuk Beban Akibat Tekanan Tanah

Tipe

Beban

Faktor Beban


Tekanan tanah Biasa Terkurangi

Tetap

Tekanan tanah vertikal 1,00 1,25 0,80

Tekanan tanah lateral

- Aktif 1,00 1,25 0,80

- Pasif 1,00 1,40 0,70

- Diam 1,00 (1)

(1) : Tekanan tanah lateral dalam keadaan diam biasanya tidak

diperhitungkan pada keadaan batas ultimit




II.5.5 Beban Lajur “D” (TD) Beban lakur “D” terdiri atas beban terbagi rata (BTR) yang digabung

dengan beban garis (BGT) seperti yang terdapat Gambar 2.5, sementara faktor

beban lajur “D” dapat dilihat pada Tabel 2.5 dibawah ini.

Gambar 2. 5 Beban Lajur “D” Sumber: SNI 1725:2016 tentang Pembebanan untuk Jembatan (2016:39)

Tabel 2. 5 Faktor Beban untuk Beban Lajur “D”

Tipe

Beban Jembatan

Faktor Beban

Keadaan Batas Layan (

Keadaan Batas

Ultimit (

Transien Beton 1,00 1,80

Boks girder baja 1,00 2,00


Beban terbagi rata (BTR) mempunyai intensitas q kPa dengan besaran q

tergantung pada panjang total yang dibebani L yaitu seperti dibawah ini. ∶ = , > ∶ = , ( , + )

Dimana:

q : Intensitas beban terbagi rata (BTR) dalam arah memanjang jembatan (kPa)

L : Panjang total jembatan yang dibebani (m)

Sementara beban garis terpusat (BGT) dengan intensitas p kN/m harus

ditempatkan tegak lurus terhadap arah lalu lintas jembatan. Besarnya intensitas p

adalah 49,0 kN.m.



II.5.6 Beban Truk “T” (TT) Beban truk “T” tidak dapat digunakan bersamaan dengan beban”D”. Beban

truk dapat digunakan untuk perhitungan struktur lantai. Tabel 2.6 dibawah ini

menunjukkan faktor beban untuk beban “T”. Tabel 2. 6 Faktor Beban untuk Beban Truk “T”

Tipe

Beban Jembatan

Faktor Beban

Keadaan Batas Layan (

Keadaan Batas

Ultimit (

Transien Beton 1,00 1,80

Boks girder baja 1,00 2,00


Pembeban truk “T” terdiri atas kendaraan truk semi trailer yang mempunyai

susunan dan berat gandar seperti terlihat pada Gambar 2.6 dibawah ini.

Gambar 2. 6 Beban Truk “T” (500 kN) Sumber: SNI 1725:2016 tentang Pembebanan untuk Jembatan (2016:41)

Beban dari tiap-tiap gandar disebarkan menjadi dua beban merata sama

besar yang merupakan bidang kontak antara roda dengan permukaan lantai. Jarak

antara dua gandar tersebut dapat diubah dari 4 m hingga 9 m untuk mendapatkan

pengaruh terbesar pada arah memanjang jembatan.

II.5.7 Beban Rem (TB)

Gaya rem harus diambil yang terbesar antara dua hal berikut.



- 25% dari berat gandar truk desain

- 5% dari berat truk rencana ditambah beban lajur terbagi rata BTR

Gaya rem harus diasumsikan untuk bekerja secara horizontal pada jarak

1800 mm diatas permukaan jalan pada masing-masing arah longitudinal dan dipilih

yang menetukan.

II.5.8 Beban Angin

Tekanan angin yang ditentukan pada standar ini diasumsikan disebabkan

oleh angin rencana dengan kecepatan dasar (VB) sebesar 90 hingga 126 km/jam.

Tekanan angin rencana harus dikerjakan baik pada struktur jembatan maupun pada

kendaraan yang melintasi jembatan. Jembatan harus direncanakan memikil gaya

akibat tekana angin pada kendaraan, dimana tekanan tersebut harus diasumsikan

sebagai tekanan menerus 1,46 N/mm, tegak lurus dan bekerja 1800 mm diatas

permukaan jalan.

II.5.9 Pengaruh Gempa

Jembatan perlu direncanakan agar memiliki kemungkinan kecil untuk

runtuh, namun dapat mengalami kerusakan yang signifikan dan gangguan terhadap

pelayanan akibat gempa. Beban gempa diambil sebagai gaya horizontal yang

ditentukan berdasarkan perkalian antara koefisien respons elastik (Csm) dengan

berat struktur ekivalen yang kemudian dimodifikasi dengan faktor

modifikasirespons (Rd) dengan persamaan dibawah ini. = ................................................................................................. (2.1)

Dimana:

: Gaya horisontal statis (kN)

: Koefisien respons gempa elastis

: Faktor modifikasi respons

: Berat total struktur terdiri dari beban mati dan beban hidup yang sesuai (kN)

II.6 Prinsip Dasar Jembatan Beton Prategang

Perkembangan historis beton prategang sebenarnya dimulai dengan cara

yang berbeda dimana gaya prategang yang dibuat hanya ditujukkan untuk



menciptakan tekanan permanen pada beton guna memperbaiki kekuatan tariknya.

Salah satu definisi terbaik mengenai beton prategang yang diberikan oleh ACI

(American Concrete Institute) dalam Desain Struktur Beton Prategang oleh T.Y Lin

dan Ned H. Burns, 2000, beton prategang merupakan beton yang mengalami

tegangan internal dengan besar dan distribusi sedemikian rupa sehingga dapat

mengimbangi tegngan yang terjadi akibat beban eksternal sampai batas tertentu.

Dalam Teori dan Prinsip Desain Struktur Beton Prategang, Ir. Winarni H,

1981, menjelaskan keuntungan dari beton prategang, antara lain adalah sebagai

berikut.

1. Terhindarnya retak terbuka didaerah tarik, jadi lebih tahan terhadap keadaan

korosif.

2. Kedap air, cocok untuk pipa dan tanki.

3. Jumlah berat baja prategang jauh lebih kecil dibandingkan berat besi beton.

4. Penampang struktur lebih kecil, sebab seluruh penampang dipakai secara

efektif.

5. Ketahanan geser balok bertambah sebelum retak maka konstruksi dapat

langsing dengan bentang besar.

II.7 Perancangan Gelagar Utama

Perancangan gelagar utama ini mengacu pada Manual Konstruksi dan

Bangunan 021/BM/2011 tentang Perencanaan Struktur Beton Pratekan untuk

Jembatan. Gelagar utama direncanakan menggunakan sistem post tensioning.

Dalam Teori dan Prinsip Desain Struktur Beton Prategang, Ir. Winarni H, 1981,

mendiskripsikan post tensioning merupakan konstruksi beton yang dicor dulu dan

dibiarkan mengeras sebelum diberi gaya prategang. Baja dapat ditempatkan dalam

posisi seperti profil yang telah di tentukan, lalu dicor dalam beton. Lekatan

dihindarkan dengan menyelubungi baja, dengan membuat saluran/pipa untuk

tempat kabel. Gambar 2.29 dibawah ini menunjukkan prinsip kerja post tension

methode.



Gambar 2. 7 Prinsip Post Tensioning Sumber: Basir (2016: 18)

Budiadi, 2008 dalam Desain Praktis Beton Prategang menjelaskan bahwa

perancangan struktur untuk tahap batas kekuatan (strength limit state) menetapkan

bahwa aksi desain (Ru) harus lebih kecil dari kapasitas bahan dikalikan dengan

faktor reduksi kekuatan ϕ (ϕRn) atau Ru ≤ ϕRn. Dengan demikian secara berurutan

untuk Momen dan Geser, berlaku Mu ≤ ϕMn dan Vu ≤ ϕVn.

II.7.1 Pembebanan Beton Prategang

Budiadi (2008) dalam Desain Praktis Beton Prategang, menjelaskan bahwa

pada tahap pembebanan beton prategang harus dilakukan pengecekan atas kondisi

serat tertekan dan serat tertarik dari setiap penampang. Pada tahap tersebut berlaku

tegangan ijin yang berbeda-beda sesuai kondisi beton dan tendon. Adapun tahap

pembebanan pada peton prategang, yaitu kondisi transfer dan service.

1. Transfer

Tahap transfer adalah tahap pada saat beton sudah mulai mengering dan

dilakukan penarikan kabel prategang. Pada saat ini biasanya yang bekerja

hanya beban mati struktur, yaitu berat struktur ditambah beban pekerja dan

alat. Pada saat ini beban hidup belum bekerja sehingga momen yang bekerja

adalah momen minimum, sementara gaya yang bekerja adalah maksimum

karena belum ada kehilangan gaya prategang. Adapun nilai tegangan ijin pada

tahao transfer ini adalah sebagai berikut.



- Tegangan serat tekan terluar harus 0,60 fci’ dengan fci’ = 0,80 fc’.

- Tegangan serat tarik harus 0,50 √ , dengan fci’ = 0,80 fc’.

2. Service

Kondisi service adalah kondisi pada saat beton pratekan digunakan sebagai

komponen struktur. Kondisi ini dicapai setelah semua kehilangan gaya

prategang dipertimbangkan. Pada saat ini beban luar pada kondisi yang

maksimum sedangkan gaya pratekan mendekati harga maksimum. Pada

setiap tahanan di atas ditentukan hasil analisis untuk di evaluasi. Hasil analisis

dapat berupa perhitungan tegangan atau kontrol terhadap harga, misalnya

lendutan terhadap ijin, nilai retak terhadap suatu nilai batas dan lain

sebagainya. Perhitungan tegangan dilakukan untuk desain terhadap kekuatan;

sedangkan kontrol terhadap harga dilakukan untuk desain kekuatan, daya

layan, ketahanan terhadap api ataupun tahap batas yang lain. Adapun nilai

tegangan ijin pada tahap service adalah sebagai berikut.

- Tegangan serat tekan terluar akibat pengaruh prategang, beban mati dan

beban hidup harus 0,45 fc’.

- Tegangan serat tarik terluar yang pada awalnya mengalami tekan harus

0,50 √ ,.

II.7.2 Gaya Prategang

Gaya prategang yang diperhitungkan dalam analisis perancangan gelagar

utama yang menggunakan PCI girder ini meliputi dua kondisi, yakni kondisi awal

dan kondisi akhir.

1. Kondisi Awal

Kondisi awal gaya prategang merupakan kondisi gaya prategang yang

diakibatkan oleh beban mati balok itu sendiri. Kondisi awal pada gaya

prategang dapat dilihat pada Gambar 2.8 dibawah ini.

Gambar 2. 8 Diagram Tegangan pada Kondisi Awal Sumber: Cut Nawalul Azka (2008: 1)



Dalam Manual Perancangan Struktur Beton Pratekan untuk Jembatan dapat

ditentukan nilai kondisi awal gaya prategang (Pt) dengan berdasar pada

persamaan dibawah ini.

o = = − + − ......................................................... (2.2)

o − , ′ = − − + ......................................... (2.3)

Dimana:

: Tegangan di serat atas (MPa)

: Tegangan di serat bawah (MPa) ′ : Kuat tekan beton pada kondisi awal saat transfer (MPa)

: Gaya prategang awal (N)

: Eksentrisitas tendon sebesar yb – 200 (mm)

: Momen akibat beban sendiri balok (Nmm)

: Tahanan momen pada serat atas (mm3)

: Tahanan momen pada serat bawah (mm3)

2. Kondisi Akhir

Menurut Awan dan Try (2014), kondisi akhir pada gaya prategang yang

dimaksud adalah kondisi gaya prategang pada saat jacking yang kemudian

ditemukan gaya prategang akhir setelah kehilangan tegangan sebesar 30%.

Berikut ini merupakan persamaan yang digunakan untuk menentukan besaran

nilai gaya partegang akhir (Peff).

Gaya prategang pada saat jacking:

o = , ........................................................................................... (2.4)

o = , ......................................................................... (2.5)

Dimana:

: Gaya prategang akibat jacking (N)


: Gaya putus satu tendon (N)

: Jumlah strand (buah)

Presentase tegangan leleh yang timbul pada baja (% jacking force):

o = , , < % ............................................................ (2.6)



o = ......................................................................... (2.7)

Dimana:

: Presentase tegangan leleh yang timbul pada baja (%)


: Beban putus minimal satu strand (N)

: Gaya prategnag akibat jacking (N)

: Jumlah strand (buah)

Gaya prategang akhir setelah kehilangan (loss of prestress) 30%:

o = % ............................................................................ (2.8)

Dimana:

: Gaya prategang akhir setelah kehilangan tegangan (N)

: Gaya prategang akibat jacking (N)

II.7.3 Lintasan Tendon

Menurut Awan dan Try (2014), pada perhitungan lintasan tendon untuk

penampang balok PCI girder ditinjau di setiap satu meter. Gambar 2.9 dibawah ini

menunjukkan ilustrasi lintasan kabel tendon.

Gambar 2. 9 Lintasan Kabel Tendon Sumber: Cut Nawalul Azka (2008: 52)

Untuk mendapatkan nilai y dapat menggunakan persamaan sebagai

berikut. = − .............................................................................. (2.9)

Dimana:

: Jarak lintasan tendon ke tititk berat penampang (mm)

: Eksentrisitas tendon (mm)

: Tinjauan lintasan kabel (m)

: Panjang bentang balok prategang (m)



II.7.4 Posisi Masing-Masing Tendon

Untuk mengetahui posisi masing-maisng tendon di setiap satu meter dapat

menggunakan persamaan dibawah ini. = ′ − − ................................................................. (2.10)

Dimana:

: Posisi masing-masing ditinjau kabel (mm) ′ : Posisi masing-masing tendon di tumpuan bentang (mm)

II.7.5 Kehilangan Gaya Prategang

Nawy dan Suryoatmono (2001) dalam Beton Prategang – Suatu

Pendekatan Mendasar, menjelaskan bahwa gaya prategang awal yang diberikan ke

elemen beton mengalami proses reduksi yang progresif selama waktu kurang lebih

lima tahun. Dengan demikian, tahapan gaya prategang perlu ditentukan pada setiap

tahap pembebanan, dari tahap transfer gaya prategang ke beton, sampai ke berbagai

tahap prategang yang terjadi pada kondisi beban kerja, hingga mencapai ultimit.

Berikut ini merupakan gaya kehilangan tegangan yang teretera pada Desain

Struktur Beton Prategangang, T.Y Lin dan Ned H. Burns (2000).

1. Perpendekan Elastis Beton (ES)

Beton memendek pada saat gaya prategang bekerja padanya. Karena tendon

yang melekat pada beton disekitarnya secara simultan juga memendek, maka

tendon tersebut akan kehilangan sebagian dari gaya prategang yang

dipikulnya. Jika tendon yang dimiliki lebih dari satu dan tendon-tendon

tersebut ditarik secara berurutan, maka prategang secara bertahap bekerja pada

beton, perpendekan beton bertambah setiap kali kabel diikatkan kepadanya,

dan kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis berbeda-beda pada

tendon. Tendon yang pertama ditarik akan mengalami kehilangan terbesar

akibat perpendekan beton karena pemberian gaya prategang yang berurutan

untuk tendon-tendon yang lain. Tendon yang ditarik terakhir tidak akan

mengalami kehilangan gaya prategang akibat perpendekan elastis beton,

karena seluruh perpendekan telah terjadi pada saat gaya prategang di tendon

terakhir diukur. Gaya prategang diukur dengan pertambahan panjang,

manometer hanya digunakan sebagai suatu pengecekan tambahan.



Rekomendasi ACI-ASCE untuk kehilangan elastik memperhitungkan

pengaruh penarikan yang berturut-turut pada kehilangan elastik, seperti

dijelaskan pada persamaan di bawah ini. = 𝑖𝑖 .................................................................................. (2.11)

Dimana:

: 0,5 untuk komponen struktur pasca-tarik bila kabel-kabel secara

berurutan ditarik dengan gaya yang sama

2. Kehilangan Prategang Akibat Rangkak

Aliran di material terjadi di sepanjang waktu apabila ada beban atau tegangan.

Deformasi atau aliran lateral akibat tegangan longitudinal disebut rangkak

(creep). Dibawah ini merupakan persamaan perhitungan kehilangan gaya

prategang akibat rangkak. = 𝐶 − ......................................................................... (2.12)

Dimana:

: 1,6 (untuk pasca tarik)

: Modulus Elastisitas Beton

: Modulus Elastisitas Baja

: Tegangan pada beton pada level baja sesaat setelah transfer

: Tegangan pada beton pada pusat berat tendon akibat beban mati

3. Kehilangan Prategang Akibat Susut

Besarnya susut beton dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut

meliputi proporsi campuran, tipe agregat, tipe semen, waktu perawatan, waktu

antara akhir perawatan eksternal dan pemberian prategang, ukuran komponen

struktur serta kondisi lingkungan. Dibawah ini merupakan persamaan

perhitungan kehilangan gaya prategang akibat susut. = , − − , − ℎ ............................... (2.13)

Dimana:

: Volume beton dari suatu komponen struktur

: Luas permukaan dari suatu komponen struktur

: Kelembaban udara relatif



ℎ: Koefisien susut, harganya ditentukan terhadap waktu antara akhir

pengecoran dan pemberian gaya prategang.

Tabel 2. 7 Koefisien Susut Ksh

Waktu Antara

(Hari) 1 3 5 7 10 20 30 60

Ksh 0,92 0,85 0,8 0,77 0,73 0,64 0,58 0,45

Sumber: T.Y. Lyn dan Ned H. Burns (2000: 109)

4. Kehilangan Prategang Akibat Relaksasi Baja

Budiadi, 2008 dalam Desain Praktis Beton Prategang menjelaskan bahwa

relaksasi baja terjadi pada baja prategang dengan perpanjangan tetap selama

suatu periode yang mengalami pengurangan gaya prategang. Pengurangan

gaya prategang tergantung lamanya waktu berjalan dan rasio tegangan awal fpi

terhadap gaya prategang akhir fpy. Besarnya kehilangan tegangan akibat

relaksasi baja adalah sebagai berikut. = [ − + + ] ........................................................ (2.14)

Dimana:

C : Faktor relaksasi, tergantung pada jenis kawat baja prategang

: Koefisien relaksasi, besarannya bervariasi 41 – 138 N/mm2 ∶ Faktor waktu, berkisar antara 0,05-0,15

5. Kehilangan Prategang Akibat Friksi

Besarnya kehilangan ini merupakan fungsi dari alinyemen tendon, yang

disebut efek kelengkungan dan deviasi lokal di dalam alinyemen tendon yang

disebut efek wobble. Dibawah ini merupakan persamaan perhitungan

kehilangan gaya prategang akibat gaya gesek tegangan pada kawat prategang

akibat efek kelengkungan dan wobble. ∆ = + .............................................................................. (2.15)

Dimana:

: Koefisien Friksi

: 8y/x radian



6. Kehilangan Prategang Karena Dudukan Angkur

Kehilangan ini diakibatkan adanya blok-blok pada angkur pada saat gaya

pendongkrak ditransfer ke angkur. Dibawah ini merupakan persamaan

perhitungan kehilangan gaya prategang karena dudukan angkur. ∆ = . .

= √ . ∆ . .......................................................................................... (2.16)

Dimana: ∆ : Kehilangan prategang akibat slip angkur

: Kehilangan akibat friksi pada jarak L dari titik penarikan

: Panjang yang terpengaruh oleh slip angkur

: Jarak antara titik penarikan dengan titik dimana kehilangan ∆ : Slip angkur, normalnya 6 mm s/d 9 mm

7. Kehilangan Gaya Prategang Total

T.Y. Lin (1982) merekomendasikan kehilangan tegangan total untuk

pascatarik yaitu terdiri dari 1% perpendekan elastis, 5% rangkak pada beton,

6% susut pada beton, dan 8% relaksasi baja sehingga kehilangan total untuk

struktur pascatarik adalah 20%. Menurut manual perencanaan struktur beton

pratekan untuk jembatan, menyatakan bahwa perhitungan kehilangan total

prategang untuk pascatarik adalah sebagai berikut: ∆ = ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ + ∆ ℎ .................................... (2.17)

Dimana: ∆ : Total kehilangan (MPa) ∆ : Kehilangan akibat slip angkur (MPa) ∆ : Kehilangan akibat pemendekan beton (MPa) ∆ : Kehilangan Prategang Akibat Friksi (MPa) ∆ : Kehilangan akibat relaksasi baja (MPa) ∆ : Kehilangan akibat rangkak (MPa) ∆ ℎ : Kehilangan akibat susut (MPa)



II.7.6 Bursting Steel

Menurut Awan dan Try (2014), bursting steel merupakan tambahan

penulangan yang berfungsi sebagai penahan gaya radial untuk mencegah terjadinya

retak/pecah pada saat stressing. Untuk mengetahui jumlah sengkang yang

digunakan sebagai bursting steel dapat menggunakan persamaan dibawah ini. = , − .......................................................................... (2.18)

Dimana:

: Gaya yang diakibatkan oleh pelat angkur pada pengikat ujung tendon baik

dari arah vertikal maupun horizontal (N)

: Rasio perbandingan lebar pelat angkur baik dari arah vertikal maupun

horizontal

: Gaya prategang akibat jacking pada masing-maisng kabel (N)

= 𝑃,8 .................................................................................................... (2.19)

Dimana:

: Jumlah sengkang yang diperlukan baik dari arah vertikal maupun

horizontal

: Bursting force untuk sengkang pada arah vertikal maupun horizontal (N)

: Tegangan ijin tarik baja sengkang (MPa)

: Luas penampang sengkang (mm2)

II.7.7 Penulangan Arah Memanjang Balok Prategang

Berdasarkan RSNI T-12-2004 tentang Perencanaan Struktur Beton untuk

Jembatan untuk penulangan arah memanjang balok prategang digunakan

persamaan dibawah ini. = , % = 𝜋 .............................................................................................. (2.20)

Dimana:

As : Luas tulangan (mm2)

A : Luas bagian penampang yang ditinjau (mm2)



: Jumlah tulangan yang diperlukan

: Diameter tulangan yang dipakai

II.7.8 Penulangan Arah Melintang Balok Prategang


Jembatan untuk penulangan arah melintang balok prategang digunakan persamaan

berikut.

1. Kuat Geser

Kuat geser pada balok prategang dapat diperhitungakan dengan menggunakan

persamaan di bawah ini. = (√ ′ ) + + ................................................ (2.21)

Dengan persyaratan rasio

tidak boleh lebih besar dari 1,0. Dan nilai Vc

disyaratkan untuk melebihi:

= √ ′ .................................................................... (2.22)

Dan tidak boleh lebih dari:

= , √ ′ ................................................................. (2.23)

Dimana:

f’c : Kuat tekan beton (MPa)

Vu : Gaya geser ultimit balok prategang

Mu : Momen balok prategang (N)

: Lebar badan balok (mm)

: Jarak dari serat terluar titik berat tulangan prategang (mm)

2. Kuat Geser Web

Kuat geser web pada balok prategang dapat diperhitungakan dengan

menggunakan persamaan di bawah ini. = √ ′ ............................................................................... (2.24)

Dengan nilai Av tidak boleh kurang dari:

= ...................................................................................... (2.25)

Dimana:



: Luas tulangan sengkang (mm2) : Luas tulangan sengkang minimum (mm2)

: Tegangan leleh tulangan (MPa)

: Jarak sengkang (mm)

3. Kuat Geser Badan (Web)

Kuat geser badan pada balok prategang dapat diperhitungakan dengan

menggunakan persamaan di bawah ini. = , √ ′ + + ................................................. (2.26)

Keterangan:

: Kuat geser web (N)

: Tegangan akibat gaya prategang efektif (MPa)

: Geser akibat prategang (N)

Sementara utnutk penrntuan sengkang menggunakan persamaan berikut. = ......................................................................................... (2.27)

Dan kuat geser oleh kuat geser web. = 𝜑 − ......................................................................................... (2.28)

Dengan:

: Kuat geser yang disumbangkan oleh geser web (N) 𝜑 : Faktor reduksi geser sebesar 0,6

4. Kuat Geser Lentur

Kuat geser lentur pada balok prategang dapat diperhitungakan dengan

menggunakan persamaan di bawah ini. = √ ′ + + ...................................................... (2.29)

Nilai tidak boleh melebihi dari: = √ ′ ................................................................................ (2.30)

Keterangan:

: Kuat geser lentur (N)

: Jarak dari serat tekan terluar ke tulangan prategang (mm)



: Gaya geser akibat beban mati (N)

: Gaya geser pada penampang yang ditinjau (N)

: Momen maksimal akibat beban luar (Nmm)

: Momen retak (Nmm), dengan nilai sebagai berikut. = [(√ ′ + − )] ............................................................. (2.31)

I : Inersia penampang (mm4)

: Jarak titik berat pusat penampang ke serat tekan terluar (mm)

: Tegangan prategang efektif (MPa)

: Tegangan akibat beban mati (MPa)

Kuat geser yang disumbangkan oleh kuat geser lentur, = 𝜑 − ........................................................................................... (2.32)

Dengan:

: Kuat geser yang disumbangkan oleh geser web (N) 𝜑 : Faktor reduksi geser sebesar 0,7

Berdasarkan SNI 03-2847-2002, spasi tulangan geser dipasang tegak lurus

terhadap sumbu aksial komponen stuktur dan tidak boleh melebihi 0,75 h atau

600 mm (diambil yang terkecil).

II.7.9 Pengecekan Terhadap Puntir

Struktur gelagar utama yang perlu dikontrol terhadap puntir merupakan

gelagar yang letaknya paling tepi yang menahan pelat diatasnya. Berdasarkan SNI

03-2847-2002 puntir pada prategang dapat diabaikan apabila: ∅ √ ′ ( ) √ + √ ′ .................................................................. (2.33)

Dimana:

: Momen puntir terfaktor (kNm) ′ : Kuat tekan beton karakteristik (MPa)

: Luas yang dibatasi oleh keliling luar penampang beton (mm2)

: Keliling luas penampang beton (mm)



: Tegangan prategang awal (kN) ∅ : Faktor reduksi untuk puntir sebesar 0,7

II.7.10 Lendutan Balok Prategang

Menurut RSNI t-12-2004 tentang Perancangan Struktur Beton utnuk

Jembatan, lendutan pada balok dan pelat terdiri dari dua jenis dan kentuan, yang

diantaranya adalah sebagai berikut.

1. Lendutan yang ditinjaun dari keadaan balok sebelum komposit maupun

sesudah menjadi komposit. Dalam hal ini ketentuan lendutan setiap gaya yang

ditinjau harus memiliki nilai lebih kurang dari L/240.

2. Lendutan akibat daya layan harus memiliki nilai lebih kurang dari L/300.

II.8 Perancangan Diafragma

Analisis diafragma menyesuaikan manual serta standar yang berlaku,

diantaranya adalah Manual Konstruksi Bangunan No. 009/BM/2008 tentang

Perencanaan Struktur Beton Bertulang untuk Jembatan serta RSNI T-12-2004

tentang Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan. Pada perhitungan diafragma

diperlukan pengecekan terhadap struktur lentur tinggi. Adapun persyaratan untuk

struktur lentur tinggi adalah sebagai berikut.

ln/d < 5 ...................................................................................................... (2.34)

Dimana:

Ln : bentang bersih diafragma (mm)

d : tinggi efektif diafragma (mm)

Sementara perhitungan kuat geser untuk struktur lentur tinggi tidak boleh diambil

lebih besar dari persamaan-persamaan dibawah ini. > √ ′ untuk ln/d < 2 ............................................................. (2.35) > + √ ′ untuk 2<ln/d>5 ......................................... (2.36)

Jika nilai Vu<Vn maka penampang dikatakan aman terhadap geser. Sementara jika

nilai Vu Vn maka perlu digunakan tulangan geser dengan persamaan dibawah ini. = [ + + ℎ − ] ............................................................ (2.37)



Dimana:

Av : Luas tulangan geser yang tegak lurus terhadap tulangan tarik untuk

bentang jarak s (mm2), Av > (0,0015) x b x s

Avh : Luas tulangan geser yang tegak lurus terhadap tulangan tarik untuk rentang

jarak s2 (mm2), Avh > (0,0025) x b x s2

s : Jarak antar tulangan geser vertikal (mm), s < d/5 atau 500

s2 : Jarak antar tulangan geser horizontal (mm), s2 < d/3 atau 500

II.9 Perancangan Pelat Lantai Kedaraan

Analisis perancangan pelat lantai kendaraan terbagi menjadi tiga, yaitu

perancangan terhadap lentur dan peancangan terhadap geser lentur dan

perancangan terhadap geser pons.

II.9.1 Perancangan Terhadap Lentur

Berdasarkan RSNI T-12-2004 tentang perencanaan struktur beton untuk

jembatan, faktor reduksi kekuatan untuk perencanaan lentur adalah 0,8. Tebal

minimum pelat lantai (ts) harus memenuhi kedua ketentuan, yaitu ts ≥ 200 mm dan

ts ≥ (100+40.l) mm. Dimana (l) merupakan bentang pelat yang diukur dari pisat ke

pusat tumpuan dalam meter.

Basir (2015), untuk menentukan luas tulangan tarik dan tekan pada pelat

lantai jembatan terhadap lentur harus memenuhi persyaratan perencanaan kekuatan

pelat terhadap lentur (Mu ∅ Mn) baik untuk tulangan tunggal maupun tulangan

rangkap (tarik dan tekan). Diagram gaya-gaya reganagn beton bertulang ganda

dapat dilihat pada Gambar 2.32 dibawah ini.

Gambar 2. 10 Penampang Regangan, Tegangan Balok Bertulang Ganda



Dimana:

h : tinggi balok (mm)

b : lebar balok (mm)

c : garis netral (mm)

: regangan beton (0,003)

: regangan baja tulangan tarik ′ : regangan baja tulangan tekan

: gaya tekan beton (N) ′ : gaya tekan baja tulangan tekan (N)

: gaya tarik baja tulangan (N)

d : tinggi efektif balok yang ditentukan dari serat tekan terluar sampai dengan

titik berat tulangan tarik (mm)

d’ : jarak serat tekan terluar sampai dengan titik berat tulangan tekan (mm)

: luas tulangan tarik (mm2) ′ : luas tulangan tekan (mm2)

a : tinggi balok tegangan persegi ekivalen (mm) =

: momen nominal penampang (Nmm)

f’c 30 MPa = ,

f’c > 30 MPa = , − , ′ −

Dari diagram diatas diasumsikan baja tulangan tekan leleh, maka:

fs’ = fy

Mu ∅ = ∅ [ , ′ − + ′ − ′ ] ................... (2.38)

Dari diagram iii pada Gambar 2.28 diatas, dengan asumsi semua baja tulangan

leleh, keseimbangan gaya horizontal ∑ =

Cc + Cs’ = Ts

0,85.f’c.a.b +As’.fs’ = As.fy = − ′ , . ′. .............................................................................................. (2.39)

Kontrol terhadap asumsi tulangan tekan leleh ( ′ ′: − ′ = :



′ = − ′ ; = ,

Jika tulangan tekan belum leleh (fs’< , maka besarnya tegangan tulangan tekan

(fs’) = ′ . = − ′ .

dan besarnya Mu sebagai berikut: = ∅ [ , ′ − + ′ ′ − ′ ] .................... (2.40)

dengan nilai = . − ′. ′, . ′.

II.9.2 Perancangan Terhadap Geser Lentur


Jembatan, kuat geser pelat lantai harus diperhitungkan sesuai dengan kuat geser

balok (фVn ≥ Vu). Faktor reduksi kuat geser (ф) = 0,7 dengan Vn = Vc.

Besar kuat geser pelat yang disumbangkan oleh beton bertulang tanpa

tulangan geser adalah: = √ ′ ....................................................................................... (2.41)

Keterangan:

f’c : Kuat tekan beton (MPa),

b : Lebar pelat yang ditinjau (mm), dan

d0 : Tebal pelat lantai (mm)

II.9.3 Perancangan Terhadap Geser Pons

Berdasarkan RSNI T-02-2004, apabila keruntuhan geser dapat terjadi di

sekitar tumpuan atau beban terpusat, maka kuat geser rencana pelat lantai harus

diambil ∅ . Nilai tersebut dapat diambil dengan ketentuan seagai berikut. < ∅ = , = + , = = ′ + , ........................................................ (2.42)



Gambar 2. 11 Ilustrasi Beban Truk Sumber: MNI-EC (2008: Halaman 2)

Dimana:

Pno : Kuat geser dari suatu pelat lantai

fcv : ( + ) √ ′ , √ ′ ...................................................... (2.43)

: Perbandingan antara dimensi terpanjang dengan dimensi terpendek ′ : Panjang efektif dari garis keliling geser kritis ∶ Tegangan tekan dalam beton akibat gaya prategang efektif

II.10 Perancangan Tiang Sandaran

Menurut Awan dan Try (2014), tiang sandaran digunakan untuk memberi

rasa aman bagi kendaraan dan orang yang akan melewati jembatan tersebut. Fungsi

dari tiang sandaran adalah sebagai perletakan dari pipa sandaran. Biasanya

tingginya 125-145 cm dengan lebar 16 cm dan tebal 10 cm. Tiang sandaran yang

dilengkapi dengan pipa sandaran merupakan bagian struktur jembatan yang

dipasang dibagian tepi luar lantai trotoar sepanjang bentang jembatan berfungsi

sebagai pengaman untuk pejalan kaki yang lewat diatas trotoar, juga merupakan

konstruksi pelindung jika terjadi kecelakaan lalu lintas. Dibawah ini merupakan

Gambar 2. 12 yang menunjukkan gambaran railing atau tiang sandaran.



Gambar 2. 12 Tiang Sandaran Sumber: https://image.slidesharecdn.com/

II.11 Perancangan Abutment

Perancangan abutmnet mengacu pada Pedoman Perancangan Jembatan

Semi Integral Tipe Balok Beton Pracetak Prategang. Berdasarkan RSNI T-12-2004

tentang Perencanaan Struktur Beton untuk Jembatan, struktur bangunan bawah

jembatan adalah bagian struktur jembatan atau komponen jembatan yang menahan

beban dan secara umum diistilahkan sebagai kumpulan kepala tiang (pile cap),

dinding penahan tanah, pondasi dan terminologi sejenis lainnya. Perencanaan

berlaku untuk kepala jembatan, bangunan portal kaku dan gorong-gorong yang

mana beban lateral dari tekanan tanah pada tiap-tiap ujung bangunan

diseimbangkan dengan gaya tekan yang disalurkan melalui bangunan atas.

Konsep analisis perhitungan abutment menggunakan teori diagram

interaksi kolom. Menurut Advent. S (2009), kapasitas penampang kolom beton

bertulang dapat dinyatakan dalam bentuk diagram interaksi aksial-momen (P-M)

yang menunjukkan hubungan beban aksial dan momen lentur pada kondisi batas.

Setiap titik kurva menunjukkan kombinasi P dan M sebagai kapasitas penampang

terhadap suatu garis netral tertentu. Suatu kombinasi beban yang diberikan pada

kolom bila diplot ternyata berada di dalam diagram interaksi kolom, berarti kolom

masih mampu memikul dengan baik kombinasi pembebanan tersebut. Demikian

pula sebaliknya, yaitu jika suatu kombinasi pembebanan yang diplot ternyata

berada di luar diagram itu berarti kombinasi beban itu telah melampaui kapasitas

kolom dan dapat menyebabkan keruntuhan.

https://image.slidesharecdn.com/




Jembatan, abutment merupakan salah satu elemen struktur dari suatu jembatan

untuk menahan gaya-gaya luar yang bekerja baik akibat beban mati, beban

kendaraan dan beban-beban lainnya yang diteruskan ke pondasi. Dalam peraturan

beton untuk jembatan mensyaratkan bahwa untuk merencanakan dinding bidang

harus memenuhi perbandingan antara lebar dan ketebalan > 4 > .

Perencanaan dinding yang diatur dalam peraturan beton untuk jembatan dapat

berupa dinding penahan dan dinding kepala jembatan.

Untuk merencanakan penulangan dan pemasangan tulangan dinding

bidang yang diatur oleh RSNI T-12-2004 terdapat beberapa jenis dinding sesuai

dengan beban (gaya) yang bekerjan sebagai berikut:

1. Dinding hanya dibebani gaya vertikal sebidang.

Jika dinding hanya dibebani gaya vertikal sebidang,maka dalam merencanakan

penulangannya harus direncanakan sebagai kolom sesuai pasal 5.7,dengan

catatan tulangan dalam arah veritkal ditempatkan pada masing-masing muka.

Bila Nu ≤ 0,5 φ Nn ,maka pengekangan tulangan vertikal dinding boleh

diabaikan.

2. Dinding dibebani gaya vertikal dan horisontal sebidang.

3. Dinding dibebani gaya horisontal tegak lurus dinding.

Perbandingan antara tinggi efektif dengan ketebalan ℎ

, tidak boleh melebihi

30, kecuali untuk dinding di mana gaya aksial Nu, tidak melebihi 0,05 f’c Ag,

maka perbandingan boleh dinaikkan menjadi 50.

4. Dinding dibebani gaya vertikal sebidang dan gaya horisontal tegak lurus

dinding.

5. Dinding merupakan bagian dari struktur portal.

II.11.1 Koefisien Tekanan Tanah Aktif (Ka)

Nilai untuk koefisien tekanan tanah lateral aktif dapat diambil sebagai

berikut. = 𝜃 + ∅ ′𝜏 [ 𝜃 sin 𝜃 − ]



dengan,

𝜏 = [ + √sin(∅ ′ + sin ∅ ′ −sin 𝜃 − sin 𝜃 + ]

Keterangan:

: Sudut geser antara ukuran dinding (°)

: Sudut pada urukan terhadap garis horisontal 𝜃 : Sudut pada dinding belakang terhadap garis horiszontal (°) ∅ ′ : Sudut geser efektif tanah (°)

II.11.2 Kekuatan Aksial Rencana dari Abutment

Kekuatan aksial rencana per unit panjang dinding terikat dalam kasus

tekan, harus diambil sebesar ∅ .

Dimana: ∅ : Faktor reduksi kekuatan

: Kekuatan aksial nominal dinding per satuan panjang

II.11.3 Lentur Bidang pada Abutment


Jembatan, apabila pada dinding bekerja kombinasi antara gaya horisontal bidang

dan gaya aksial yang akan mengakibatkan kondisi pada penampang melintang

horisontal sebagai berikut:

1. Selalu tertekan pada seluruh penampang maka lentur bidang bisa diabaikan

dan dinding direncanakan hanya untuk geser horisontal saja.

2. Tarikan pada sebagian penampang maka dinding harus direncanakan untuk

lentur bidang sesuai dengan ketentuan serta persyaratan yang telah ditentukan.

Berdasarkan Manual Konstruksi dan Bangunan No. 009/BM/2008 tentang

Perencanaan Struktur Beton Bertulang untuk Jembatan, diagram interaksi kolom

secara umum dihitung dengan sejumlah distribusi regangan. Titik-titik dalam

diagram interaksi dihitung berdasarkan nilai P dan M yang berkorespondensi

dengan regangan tersebut. Di bawah ini merupakan Gambar 2.xx yang

menunjukkan diagram interaksi.



Gambar 2. 13 Diagram Interaksi

Semantara perencanaan dengan menggunakan diagram interaksi yang

dikutip dari manual dapat dilakukan mengikuti langkah-langkah berikut ini.

1. Hitung beban terfaktor Pu, Mu untuk kombinasi beban yang relevan.

2. Pilih kasus pembebanan yang berpotensi menjadi penentu.

3. Baca dalam diagram ∅ .ℎ , diperoleh Ag = b.h =

∅ / .ℎ

4. Pilih dimensi penampang.

5. Jika dimensi terlalu besar, ulangi langkah 3 dan 4. Revisi Ag jika diperlukan.

6. Pilih tulangan baja, Ast = ℎ

7. Gunakan dimensi aktual dan ukuran batang untuk mengecek semua kombinasi

beban (gunakan grafik atau diagram interaksi).

8. Rencanakan tulangan lateral.

II.11.3 Kekuatan Geser pada Abutment

Menurut Basir (2015), untuk merancang penulangan geser pada abutment

harus dipenuhi persyaratan bahwa kekuatan nominal penampang dengan suatu

faktor reduksi kekuatan yang harus mampu menahan beban luat (gaya geser

terfaktor) yang bekerja. 𝜑 ................................................................................................... (2.44)

Dimana: 𝜑 : Faktor reduksi kekuatan tergantung jenis tulangan geser yang digunakan

: Kuat geser nominal penampang

: Kuat geser perlu



Kuat geser nominal merupakan kombinasi antara kuat geser beton dan baja

tulangan yang besarnya sebagai berikut. = + ................................................................................................ (2.45)

Dimana:

: Kuat geser yang disumbangkan oleh beton

: Kuat geser yang disumbangkan oleh baja tulangan

Berdasarkan RSNI T-12-2004, Kuat geser yang disumbangkan oleh beton (Vc)

untuk struktur yang dibebani oleh gaya tekan aksial, besarnya adalah sebagai

berikut. = ( + ) (√ ′) . ...................................................................... (2.46)

Pu : Gaya aksial ultimit (kN)

Kuat geser yang disumbangkan oleh tulangan geser (Vs) adalah sebagai berikut. = ............................................................................................... (2.47)

Namun dalam segala hal nilai Vs, harus tidak boleh lebih besar dari: √ ′ ............................................................................................. (2.48)

Besarnya kekuatan geser nominal dari penampang abutment dapat ditentukan

sebagai berikut.

1. Kekuatan geser abutment tanpa tulanagn geser

Apabila ℎ

, maka besarnya kuat geser Vc dapat ditentukan oleh

persamaan dibawah ini. = [ , √ ′ − , ℎ √ ′ ] , ....................................... (2.49)

Apabila ℎ > , maka nilai dapat diambil dari harga yang dihitung dari

persamaan berikut. = [ , √ ′ + , √ ′ℎ − ] , ................................................. (2.50)

Tetapi dalam setiap hal: √ ′ , ........................................................................ (2.51)



2. Sumbangan kekuatan geser abutmnet oleh tulangan geser


Jembatan, sumbangan geser nominal oleh tulangan geser Vs, harus ditentukan

dari persamaan dibawah ini. = , .......................................................................... (2.52)

Dimana ditentukan sebagai berikut.

a. Untuk dinding dimana ℎ

, diambil dari perbandingan luas tulangan

vertikal atau luas tulangan horisontal, terhdap luas penampang dinding

pada daerah yang berurutan.

b. Untuk dinding dimana ℎ > , diambil sebagai perbandingan luas

tulangan horisontal dengan luas penampang dinding per meter vertikal.

II.11.4 Persyaratan Tulangan untuk Abutment

Berikut ini merupakan uraian persyaratan penulangan untuk abutment.

1. Tulangan Minimum

Rasio tulangan tidak kurang dari seperti yang diperlukan untuk pembatasan

retak pada komponen jembatan.

2. Tulangan Horisontal untuk Pengendalian Retak

Apabila dinding sepenuhnya dikekang terhadap perpanjangan atau kontraksi

arah horisontal akibat penyusutan atau suhu, perbandingan tulangan horisontal

tidak boleh kurang dari harga berikut, mana yang sesuai:

a. Untuk klasifikasi ketidakterlindungan A ,′

b. Untuk klasifikasi ketidakterlindungan B1, B2 dan C ,′

3. Jarak Antar Tulangan

Berikut uraian jarak antartulangan.

a. Jarak bersih minimum antara tulangan yang sejajar tidak boleh kurang

dari 3db.

b. Jarak antara maksimum dari pusat ke pusat dari tulangan yang sejajar

harus 1,5 atau 300 mm, diambil yang terkecil.



c. Untuk dinding dengan ketebalan lebih besar dari 200 mm, tulangan

horisontal dan vertikal harus dipasang dalam dua lapis masing-masing

dekat muka dinding.

II.12 Sambungan pada Jembatan

Berdasarkan SNI 2847:2013 pada pasal 12 tentang penyaluran dan

sambungan tulangan menyebutkan bahwa untuk batang tulangan ulir atau kawat

ulir, panjang penyaluran tulangannya dapat menggunakan persamaan dibawah ini. = ( , √ ′ 𝜓 𝜓 𝜓( + 𝐾 ) ) ............................................................ (2.53)

Dimana ruas pengekangan +

tidak boleh diambil lebih besar dari 2,5.

Diizinkan menggunakan = sebagai penyederhanaan disain meskipun

terdapat tulangan transversal.

Faktor-faktor yang digunakan dalam perumusan untuk penyaluran tulangan ulir

dapat dilihat sebagai berikut.

1. Jika tulangan horisontal dipasang lebih dari 300 mm beton segar dicor di

bawah panjang penyaluran atau sambungan, maka 𝜓 = , . Untuk situasi

lainnya, 𝜓 = , . 2. Untuk batang tulangan dilapisi epoksi, batang tulangan dilapisi ganda bahan

seng dan epoksi, atau kawat dilapisi epoksi dengan selimut kurang dari ,

atau spasi bersih kurang dari , 𝜓 = , . Untuk semua batang

tulangan dilapisi epoksi, batang tulangan dilapisi ganda bahan seng dan epoksi,

atau kawat dilapisi epoksi lainnya, maka 𝜓 = , . Untuk tulangan tidak

dilapissi dan dilapisi bahan seng (galvanis), maka 𝜓 = , . 3. Untuk batang tulangan atau kawat ulir D-19 atau yang lebih kecil, 𝜓 =, . Sementara untuk baja tulangan D-22 dan yang lebih besar, 𝜓 = , . 4. Jika beton ringan digunakan, tidak boleh melebihi 0,75. Jika beton normal

digunakan = , .



II.12.1 Penyaluran Kait Standar

Berdasarkan SNI 2847:2013, yang tertera pada pasal 12.5, panjang

penyaluran utnuk baja tulangan ulir yang diakhiri dengan kait standar, ℓ ℎ, harus

memiliki ketentuan bahwa ℓ ℎ tidak boleh kurang dari dan 150 mm.

II.12.2 Penyaluran Tulangan Momen Negatif

Ketentuan penyaluran tulangan momen negatif berdasarkan SNI 2947:2013

adalah sebagai berikut.

1. Tulangan momen negatif pada komponen struktur menerus, terkekang

(restrained), atau kantilever, atau pada setiap komponen struktur dari rangka

kaku, harus diangkur di dalam atau melewati komponen struktur penumpu

dengan panjang penanaman, kait, atau angkur mekanis.

2. Tulangan momen negatif harus mempunyai panjang penanaman ke dalam

bentang seperti diisyaratkan sebagai berikut.

a. Tulangan harus menerus melampaui titik dimana tulangan tersebut tidak

diperlukan lagi untuk menahan lentur untuk jarak yang sama atau ,

yang mana yang lebih besar, kecuali pada tumpuan bentang sederhana dan

pada ujung bebas kantilever.

b. Nilai √ ′ yang dipakai tidak boleh melebihi 8,3 MPa.

3. Paling sedikit sepertiga tulangan tarik total yang dipasang untuk momen

negatif pada tumpuan harus mempunyai panjang penanaman melewati titik

belok tidak kurang dari , , yang mana yang lebih besar.

4. Pada tumpuan interior komponen struktur lentur tinggi, tulangan tarik momen

negatif harus menerus dengan tulangan tarik dari bentang di sebelahnya.

ba b ii tinjauan pustakadigilib.polban.ac.id/files/disk1/166/jbptppolban-gdl... · 2018. 2. 21. ·...

Documents